外轨高于内轨
解题时,因为θ角很小,所以常用sinθ≈tanθ,故取=,所以向心力Fn=Mg。又因为FN=,所以车速v=
当时,轮缘对轨道无侧向压力
当时,轮缘挤压外轨
当时,轮缘挤压内轨
例题1 如图所示,轻绳一端系一质量为m的小球,另一端做成一个绳圈套在图钉A和B上,此时小球在光滑的水平平台上做半径为a、角速度为ω的匀速圆周运动,现拔掉图钉A让小球飞出,此后绳圈又被A正上方距A高为h的图钉B套住,达稳定后,小球又在平台上做匀速圆周运动。求:
(1)图钉A拔掉前,轻绳对小球的拉力大小;
(2)从拔掉图钉A到绳圈被图钉B套住前小球做什么运动?所用的时间为多少?
(3)小球最后做匀速圆周运动的角速度。
思路分析:(1)图钉A拔掉前,轻线的拉力大小为T=mω2a;
(2)向心力突然消失,小球沿切线方向飞出做匀速直线运动,直到线环被图钉B套住前,小球速度为v=ωa,匀速运动的位移x=,则时间为t==;
(3)v可分解为切向速度v1和径向速度v2,
绳被拉紧后v2=0,小球以速度v1做匀速圆周运动,半径r=a+h,